根據(jù)風(fēng)機(jī)優(yōu)化后的參數(shù)，可以得到在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速下動葉和靜葉的損失系數(shù)以及落后角隨沖角的變化趨勢，可以看出，損失系數(shù)和落后角隨沖角的變化基本符合風(fēng)機(jī)的流動特性。
風(fēng)機(jī)采用優(yōu)化后的損失和落后角模型，對該風(fēng)機(jī)的5 條特性線進(jìn)行數(shù)值模擬，結(jié)果如圖5 所示。從圖中可以看出，修正后的一維計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的較大誤差不到2%。
( 1) 對某單級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)，本模型的數(shù)值計(jì)算結(jié)果已經(jīng)與實(shí)驗(yàn)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對比，證明了經(jīng)過優(yōu)化后的模型能夠正確模擬得到該風(fēng)機(jī)的氣動性能，干燥機(jī)風(fēng)機(jī)，體現(xiàn)了其---性和準(zhǔn)確性，因此，只要能給定準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)點(diǎn)和某一轉(zhuǎn)速下的非設(shè)計(jì)工況點(diǎn)，經(jīng)過優(yōu)化后，本模型就能準(zhǔn)確預(yù)測得到其它安裝角下的氣動性能。
( 2) 根據(jù)優(yōu)化后的損失和落后角模型能夠較為合理地得到轉(zhuǎn)子和靜子的損失隨著葉片負(fù)荷的變化情況。導(dǎo)葉數(shù)目對軸流風(fēng)機(jī)的性能、葉片靜力結(jié)構(gòu)及振動等均有一定影響。
針對某660mw 機(jī)組配套的兩級動葉可調(diào)軸流一次風(fēng)機(jī)，借助fluent 進(jìn)行流體數(shù)值模擬，研究導(dǎo)葉數(shù)目改變對風(fēng)機(jī)性能的影響，并選出較優(yōu)方案三。風(fēng)機(jī)利用workbench 軟件進(jìn)行流固耦合計(jì)算得出對葉片靜力結(jié)構(gòu)及振動的影響。研究表明: 導(dǎo)葉數(shù)目減少方案風(fēng)機(jī)性能明顯優(yōu)于導(dǎo)葉數(shù)目增加的方案，其-案三為改型性能較佳的方案，改型后的方案其軸功率有所增大、耗電量有所增加; 方案三的葉片應(yīng)力、總變形和振動與原風(fēng)機(jī)基本一致，可以得出離心力對葉片靜力結(jié)構(gòu)和振動起決定性作用，氣動力影響較小的結(jié)論; 方案三葉片的工作轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)低于一階臨界轉(zhuǎn)速，風(fēng)機(jī)葉片的較大應(yīng)力小于許用應(yīng)力，均滿足設(shè)計(jì)使用要求。
通過模態(tài)試驗(yàn)，測量了對風(fēng)機(jī)殼體的階固有頻率。風(fēng)扇基頻的第四個(gè)頻率與殼體的第五個(gè)固有頻率相似。應(yīng)通過優(yōu)化風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)來避免共振。在額定工況下，當(dāng)風(fēng)機(jī)在效率點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)測量了不同位置和方向的振動。結(jié)果表明，風(fēng)機(jī)進(jìn)出口振動較小，其振動頻率主要是風(fēng)機(jī)基頻的倍頻。兩級葉輪和電機(jī)振動較大，風(fēng)機(jī)主要是由流場氣動力引起的高頻寬帶振動引起的。風(fēng)機(jī)頂部的水平振動較為---�？梢钥紤]在頂部安裝一個(gè)減震器以減少振動。隨著對旋風(fēng)機(jī)的廣泛應(yīng)用，風(fēng)機(jī)的振動和噪聲除性能外，烘干循環(huán)風(fēng)機(jī)，越來越受到人們的重視。一方面，當(dāng)風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)葉輪的轉(zhuǎn)速---2900r/min。
即使輕微振動也會引起軸彎曲、軸承磨損、緊固件松動等問題，---影響風(fēng)機(jī)的使用壽命。另一方面，---的振動和伴隨的噪聲使地下工作環(huán)境惡化。風(fēng)機(jī)的振動與許多因素有關(guān)。當(dāng)其自身結(jié)構(gòu)或電機(jī)等外部激振力不合理時(shí)，會發(fā)生---共振；當(dāng)兩級葉輪向后旋轉(zhuǎn)時(shí)，會改變兩級葉輪之間的流動方向，產(chǎn)生---沖擊；當(dāng)風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場復(fù)雜時(shí)，會產(chǎn)生紊流和氣流，從而使旋轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)的性能下降。l分離的渦流會引起不同程度的振動。.無論是電機(jī)振動、機(jī)械振動還是空氣動力振動都會以力的形式激勵殼體，導(dǎo)致殼體振動。因此，風(fēng)機(jī)殼體的模態(tài)試驗(yàn)可以避免外界激振力的固有頻率，從而有效地避免共振。采集風(fēng)機(jī)殼體在工作狀態(tài)下的振動信號，分析振動原因，提出相應(yīng)的解決方案，對風(fēng)機(jī)故障診斷和提高礦井工作環(huán)境具有重要意義。
本試驗(yàn)選用力錘激勵，風(fēng)機(jī)采用三向加速度傳感器采集信號，采用scadas多功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理軟件lmstestlab對采集到的信號進(jìn)行分析和處理。scadas多功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由lms公司生產(chǎn)。風(fēng)機(jī)具有和率。它可以采集速度、加速度、力、位移、聲音、扭矩等信號。它是用于振動、聲學(xué)和疲勞耐久性測試的硬件。同時(shí)可以與lmstestlab無縫對接，干燥風(fēng)機(jī)，將采集到的信號輸入處理軟件進(jìn)行后處理分析。
初步設(shè)計(jì)了風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)方案。在此基礎(chǔ)上，建立了風(fēng)機(jī)殼體的簡化模型。采用錘擊法進(jìn)行錘擊試驗(yàn)，獲得頻率響應(yīng)信號。然后利用后處理函數(shù)識別模態(tài)參數(shù)，后得到模態(tài)參數(shù)。在lmstestlab中，對風(fēng)機(jī)殼體的三維模型進(jìn)行了簡化。通過建立多個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，盡可能反映殼體的形狀，風(fēng)機(jī)，在殼體的進(jìn)口、葉輪和出口處設(shè)置48個(gè)圓周試驗(yàn)點(diǎn)，選擇靠近殼體中間位置的點(diǎn)作為錘擊點(diǎn)。風(fēng)機(jī)采用固定錘擊點(diǎn)和移動傳感器進(jìn)行測試。錘擊殼體施加瞬時(shí)激勵。傳感器測量每個(gè)位置的響應(yīng)。從各測點(diǎn)采集數(shù)據(jù)后，在polymax輸入模塊中選擇已有的fr集，在穩(wěn)態(tài)圖中選擇符號較多的列，即阻尼穩(wěn)定的頻率、頻率和模矢量。風(fēng)機(jī)外殼的階振型頻率如表1所示。風(fēng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為2900r/min，基頻為48.3hz，四次諧波頻率為193.2hz，類似于機(jī)殼的五階振型。應(yīng)優(yōu)化風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，以避免運(yùn)行時(shí)發(fā)生共振。
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